Слоистые наружные конструкции (стены и перекрытия)

  • admin
  • Комментариев нет
Слоистые наружные конструкции (стены и перекрытия)
  • Изображение: Слоистые наружные конструкции (стены и перекрытия)

Неправильное чередование слоев может привести к образованию конденсата, который неблагоприятно действует на теплоизоляцию. Расположение строительных материалов, значение паропроницаемости которых велико, на теплой стороне стены способствует прониканию водяного пара из здания внутрь наружных ограждений. Конденсат образуется на границе между внутренней теплоизоляцией и наружным несущим слоем. Прогрессирующее переувлажнение слоя изоляции и, как следствие, уменьшение его теплоизолирующей способности — признаки повреждения при такой последовательности слоев.

Очевидная связь между распределением температур и влажностью в конструкции и пароизолирующим действием слоев рассматривается несколько глубже на ряде простых схем. Маленькие кружки на рисунках изображают молекулы водяного пара. Расстояния между ними по горизонтали свидетельствуют о степени их плотности. Капли конденсата выпадают в плоскости /С. При однослойных конструкциях речь в действительности идет о зоне изменения агрегатного состояния влаги от газообразной к жидкой фазе.

Рассмотрим вначале более деталь, но общую характеристику диффузии пара в схеме однослойной конструкции. Материал не оказывает сколько-нибудь заметного пароизолирующего действия. Водяной пар, находящийся во внутреннем воздухе, диффундирует относительно свободно через конструкцию к плоскости с температурой, равной температуре точки росы £р, и конденсируется. Если используется материал с большим сопротивлением паропроницанию, то плотность молекул пара в направлении диффузионного потока уменьшается. В разделе показано, что плоскость с температурой, равной температуре точки росы, смещается в зону более низких температур, т.е. ближе к наружной стороне конструкции. Из примера видно, что при этом в конструкции все еще образуется конденсат.

Возможности для предотвращения накопления конденсационной влаги внутри конструкции связаны с уменьшением относительной влажности воздуха внутри помещений (например, благодаря хорошей вентиляции). Если относи тельная влажность внутреннего воздуха Ч>! уменьшается, то требуемое сопротивление паропроницанию в описанном выше случае может быть уже достигнуто. При этом плотность молекул пара вблизи наружной поверхности конструкции становится настолько низкой, что абсолютная влажность соответствует такой температуре точки росы, которой не может быть ни в одном сечении конструкции. В конструкции конденсат не выпадает, а диффундирующий через нее водяной пар во всех случаях конденсируется в наружном воздухе.

Учитывать невысокую относительную влажность воздуха можно, разумеется, в узких границах. Если вентиляция помещения возложена на того, кто его эксплуатирует, то получаемая при этом невысокая относительная влажность воздуха не может быть надежной основой для расчета. Принудительная вентиляция должна учитывать требуемую кратность воздухообмена, соответствующую назначению помещения.

Предотвращение накопления конденсационной влаги связано с увеличением сопротивления паропроницанию на теплой стороне стен и перекрытий (например, благодаря устройству паронепроницаемых слоев). Образования конденсата в конструкциях, можно избежать путем устройства пароизоляции. При ее устройстве используют высококачественную алюминиевую фольгу, поливинилхлоридную пленку, битуминизиро- ванную бумагу, а также паронепроницаемые краски (масляные или хлоркаучуковый лак) и поливинилхлоридные обои. Благодаря

такой пароизоляции плотность диффундирующих внутрь конструкции молекул водяного пара изменяется настолько» что его абсолютная влажность соответствует уже такой температуре точки росы, которой в конструкции быть не может, а значит и опасаться выпадения конденсата не следует.

Предотвращение накопления конденсационной влаги связано с уменьшением сопротивления паропроницанию на холодной стороне стен (например, применение материалов, обладающих небольшим сопротивлением паропроницанию, чтобы холодная сторона не препятствовала удалению пара). Это правило конструирования в прошлом часто нарушалось, например при применении керамической облицовки фасадов. Относительно паронепроницаемые керамические плиты становились своего рода преградой для молекул водяного пара, но теперь уже на холодной стороне. Зимой конденсат замерзал и вследствие изменения агрегатного состояния воды и увеличения ее объема происходило характерное отслоение и выпадение плиток. Та- лсих повреждений можно избежать, если сопротивление паропроницанию внутренних слоев, расположенных на теплой стороне конструкций, значительно больше, чем облицовки из керамической плитки и слоя раствора в ее основании, или если облицовка выполнена на относе, причем пространство за ней эффективно вентилируется наружным воздухом. Правильное чередование слоев показано на 41. Такое чередование должно обеспе-. чивать непрерывное снижение сопротивления паропрони цанию изнутри наружу и повышение сопротивления теплопередаче в том же направлении. Следует обращать внимание на эффективную защиту расположенных снаружи слоев ограждения от увлажнения осадками. Это может быть обеспечено применением водоотталкивающих, паро-

проницаемых штукатурок и красящих составов, а также устройством облицовок на относе с вентилируемым пространством.

Проектировщик строительных конструкций не может опираться только на свой опыт работы с уже известными в практике строительными материалами. Он должен провести расчеты и выяснить, можно ли ожидать и в каком количестве выпадения конденсата в проектируемой конструкции; может ли количество конденсата, которое накапливается в холодное время года, высохнуть в течение теплого времени года (это — условие пригодности конструкции к эксплуатации). Далее проектировщик должен определить, какие материалы можно использовать для разных слоев конструкции, какие параметры микроклимата помещения не могут быть превышены при заданной конструкции проектируемого элемента и т. д.

Расчет процесса диффузии пара. Причиной возникновения диффузии пара является определенное физическое различие двух воздушных пространств, которые разделены слоем материала. Воздух, находящийся с обеих сторон этого материала, представляет собой смесь газов и водяного пара, общее давление которых равно атмосферному. В то время как атмосферное давление по обе стороны разделяющего слоя обычно одинаково, давления водяных паров вследствие неодинаковых температур и влажности воздуха различаются. Эту разницу давлений называют перепадом (или разностью) давлений пара. Вследствие этой разности давлений молекулы пара диффундируют через разделяющий слой материала от стороны с более высоким к стороне с более низким давлением.

Если фактическое абсолютное количество пара меньше, то и фактическое давление пара р меньше, чем давление насыщенного пара рн. В отношении количества насыщенного пара, которое увлажняет воздух до 100%, следует отметить, что имеющееся фактическое количество пара составляет лишь часть содержания влаги в воздухе, так называемую относительную влажность воздуха (% О.В.). Если фактическое количество пара больше, т.ё. достигнута максимальная способность воздуха к удержанию влаги при данной температуре, излишки пара переходят в жидкое агрегатное состояние: образуется конденсат. Он образуется также в том случае, если воздух с определенной относительной влажностью, охлаждается до температуры, соответствующей давлению насыщенного пара.

При воздействии пара на конструкцию существуют две возможности влагопереноса: 1) пар диффундирует через конструкцию без изменения своего агрегатного состояния. Условие: рн > р; 2) в процессе перехода через конструкцию происходит частичное изменение агрегатного состояния пара, т. е. образуется конденсат. Условие: Ри < Р (это следует понимать лишь как расчетное условие).

Когда пары конденсируются уже на внутренней поверхности конструкции, это — наиболее неблагоприятный случай. Повреждения неизбежны в течение длительного срока. Выпадение конденсата на поверхности конструкций свидетельствует о том, что вследствие недостаточной теплозащиты температура поверхности слишком низка. DIN 4108 регламентирует минимальное термическое сопротивление конструкции 1/Л. Оно должно быть таким, чтобы при нормальных условиях (температура и влажность воздуха, хорошо выполненная конструкция) образование конденсата на поверхности было исключено. Частичное (местное) выпадение конденсата на поверхности конструкции свидетельствует о наличии тепловых мостиков.

Конструкцию, для которой теперь исключена возможность выпадения конденсата на внутренней поверхности, необходимо исследовать, чтобы выяснить, не образуется ли конденсат в ее толще. Для этого неравенство р < ри проверяют для всего сечения. Бели в любой плоскости конструкции п давление пара Рп, меньше, чем давление насыщенного пара Рнп, то конденсат в конструкции не образуется. На 42 это показано для многослойной, а на 43 — для однослойной конструкций. Одновременно на рисунках разъясняется графический способ расчета диффузии паров.

В верхней части рисунков на так называемой диаграмме \/к~ ± определяются температуры на границах слоев. Толщина слоев нанесена на график в масштабе их термических сопротивлений, благодаря чему ход температуры от Д° в представлен в виде прямой. На нижней части рисунка толщина слоев приведена в масштабе их сопротивлений паропроницанию 1/Д. Тем самым ход давлений пара от рш» до рв также представлен в виде прямой.

Следует обратить внимание на то, что у всех однослойных и многослойных конструкций, у которых сопротивление паропроницанию одного лишь теплоизоляционного слоя составляет больше 30% общего сопротивления паропроницанию, эти слои отделяются фиктивными границами (ср. 45). Значения давлений насыщенного пара рн не пропорциональны значениям температур t.

Если сравнение кривых давлений пара Рн и р показывает, что фактические давления пара р < рн, т. е. кривые не пересекаются, значит конденсат в конструкции не образуется и никакого дополнительного исследования конструкция не требует.

Если прямая р (на 44 и 45 пунктирная линия) пересекает кривую давлений насыщенного пара рн, это указывает на образование конденсата. Однако поскольку давление пара р в действительности никогда не может превысить давление насыщенного пара, фактическое давление пара р определяется касательной из точки с давлением РоИар или Ров к кривой давлений насыщенного пара.

В многослойной конструкции в точке перелома прямых оказывается, что р”2= pj — Рк, т. е. на границе слоев образуется плоскость конденсации.

Для уяснения этой связи необходимо еще раз рассмотреть графический способ, представленный на 44 и 45. В обоих случаях наклон касательной, проведенной из точки с давлением р0 к кривой давления насыщенного пара рн, больше, чем при прежнем линейном (пунктирная линия) представлении распределения давлений. Это означает увеличение так называемой плотности потока пара д1 в конструкции. Незначительный наклон касательной на участке от Ронар к рш показывает, что плотность диффузионного потока дг, направленного из конструкции наружу, уменьшается.

Оценивая пригодность конструкции, даже в случае образования в ней конденсата, следует учитывать длительность процесса увлажнения, т. е. общее количество конденсата 6. Если, например, речь идет о жилом здании, то период увлажнения (зимние месяцы) составляет для климата ФРГ 1440 ч в год. Тогда общее годовое количество конденсата составит: G-Ад- 1440кг/м2.

Земельный комитет специалистов по новым строительным материалам и видам строительства» предусматривает в качестве граничных следующие значения количества конденсата в толще ограждений; для наружных стен G 0,5; для теплых крыш G 0,01. Если эти количества конденсата выпадают внутри слоя из древесных материалов, то необходимо помнить, что связанное с этим увеличение их влажности не должно превышать 3% по массе.

При использовании материалов сайта, активная ссылка на источник обязательна.
Будьте уважительны к авторам публикаций!

Оцените эту запись:

Комментарии закрыты.